JP2009009452A - リライトｒｆｉｄ媒体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷適性や生産性に優れたリライトＲＦＩＤ媒体を提供すること。
【解決手段】インレットシート３のＩＣチップ装着面に合成樹脂系合成紙からなるコアシート４を２枚のホットメルトシート５で挟んで積層し、その上に基材面を向けたリライトシート２を積層した後、積層されたシート全体を加熱しながら加圧することによってリライトシート２とインレットシート３を接着してリライトＲＦＩＤ媒体１を製造するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、リライトシートとＲＦＩＤタグを積層一体化したリライトＲＦＩＤ媒体とその製造方法に関する。

近年、生産工程などの管理業務において、リライトシートとＲＦＩＤタグを組み合わせた書き換え可能なリライトＲＦＩＤ媒体が利用されている。リライトシートは基材上に可逆性の感熱記録層が設けられ、サーマルプリンタで加熱することにより感熱記録層を発色させて印字を行うものであり、ＲＦＩＤタグは基材上にアンテナとＩＣチップが装着されたインレットを有し、専用のリーダライタからの電波によってＩＣチップに記憶されたデータの読み書きを行うものである。このようなリライトＲＦＩＤ媒体によれば、ＩＣチップ内のデータを感熱記録層に表示しておくことにより、ＩＣチップが故障した時のバックアップを残しておくことができ、多くの情報を印字することもできる。

図４は従来のリライトＲＦＩＤ媒体の構成例とその製造方法を示す図である。同図に示すリライトＲＦＩＤ媒体４０は、基材４１に感熱記録層４２が設けられたリライトシート４３と、基材４４にアンテナ４５とＩＣチップ４６が装着されたインレットシート４７を積層一体化してなるものである。その製造方法は、同図（ａ）のようにインレットシート４７のＩＣチップ装着面にＩＣチップ４６が嵌合する開口部４８ａを形成したコアシート４８をホットメルトシート４９，４９で挟んで積層し、その上にリライトシート４３を積層してシート全体を加熱するという方法である。これにより、同図（ｂ）のようにリライトシート４３とインレットシート４７の間に挿入されたコアシート４８をホットメルト層４９ａで接着し、製品の表面に段差をなくすことによってリライトシート４３への印字のカスレや抜けを防ぐようにしている。

ところが、この従来の製造方法によると、ＩＣチップ４６の位置とコアシート４８の開口部４８ａの位置を合わせる必要があるため、あらかじめ両者の位置ずれを見込んで開口部４８ａを大きめに形成せざるを得なかった。また、コアシート４８の厚みがＩＣチップ４６の厚みよりも小さいとＩＣチップ４６によるインレットシート４７の凹凸を吸収できず、逆にコアシート４８が厚すぎるとＩＣチップ４６の部分だけ製品の表面に凹みが発生してしまう。さらに、コアシート４８の厚みがＩＣチップ４６の厚みよりも大きい場合、リライトシート４３とＩＣチップ４６の接着力が強すぎるとＩＣチップ４６がインレットシート４７のアンテナ４５や基材４４から剥がれてしまい、ＲＦＩＤタグとしての通信機能に支障を来たし、製品の品質が低下するという問題があった。

なお、下記の特許文献１には、非接触型ＩＣカードの製造方法であってＩＣチップの破損を防ぐ技術が開示されている。この方法は、ＩＣチップが製造時の圧力によって破損しないように、基材のＩＣチップ装着面に低密度の発泡紙を接着するというものであるが、発泡紙の原料に木材パルプを使用しているので、水分を含むと強度が低下したり、素材自体の変形、変質、破壊等が生じたりするという欠点がある。

特開２０００−１４８９５５号公報

本発明は上述したような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、特に製品表面にＩＣチップによる凹凸や凹みを無くし、印刷適性や生産性に優れたリライトＲＦＩＤ媒体とその製造方法を提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するため、基材上に可逆性感熱記録層を有するリライトシートと、基材上にアンテナとＩＣチップを装着したインレットシートとを積層一体化してなるリライトＲＦＩＤ媒体であって、リライトシートの基材面とインレットシートのＩＣチップ装着面との間に合成樹脂系合成紙からなるコアシートが接着剤を介して接着されていることを特徴とする。

また、本発明は上記の目的を達成するため、基材上に可逆性感熱記録層を有するリライトシートと、基材上にアンテナとＩＣチップを装着したインレットシートとを積層一体化してなるリライトＲＦＩＤ媒体の製造方法であって、インレットシートのＩＣチップ装着面に合成樹脂系合成紙からなるコアシートを接着剤で挟んで積層し、接着剤の上に基材面を向けたリライトシートを積層した後、積層されたシート全体を加熱しながら加圧することによってリライトシートとインレットシートを接着することを特徴とする。

リライトシートは、基材上に書き換え可能に印字できる記録層を有していればその種類は限定されない。例えばロイコ染料タイプや、透明白濁タイプの感熱記録層を備えたリライトシートを使用することができる。ロイコ染料タイプの感熱記録層は、樹脂バインダ中にロイコ染料からなる発色剤と酸性物質からなる顕色剤を分散させて塗布したもので、加熱により発色剤と顕色剤が溶融して発色し、常温まで急冷すると発色状態が安定化して印字され、再加熱して発色剤と顕色剤を溶融させた後に常温まで徐冷すると消字される。透明白濁タイプの感熱記録層は、樹脂バインダ中に有機低分子物質を粒子状に分散させて透明フィルム上に塗布したもので、加熱により有機低分子が白濁し、常温まで冷却すると白濁状態が固定して印字され、より低温で加熱して有機低分子を透明に戻した後に常温まで冷却すると消字される。

インレットシートは、基材上にアンテナとＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグとして機能し、リーダライタ等の通信装置との間で無線によるデータ通信を行うものであればその通信方式は問わない。例えば電磁結合方式、電磁誘導方式、電波方式などを採用することができる。電磁結合方式は長波による高周波をアンテナに印加して生じた相互誘導を利用して通信するもので、この方式の場合にはインレットシートのアンテナをコイルアンテナ形状にする。電磁誘導方式は長波帯や短波帯によりアンテナ近傍に発生した磁界を利用して通信するもので、この方式の場合にもインレットシートのアンテナをコイルアンテナ形状にする。電波方式はＵＨＦ帯やマイクロ波帯の電波を利用して通信するもので、この方式の場合にはインレットシートのアンテナをダイポールアンテナ形状にする。

コアシートは、接着剤との接着性が良好で、かつ適度な可撓性を備えた合成樹脂系合成紙を使用するのが好ましい。原料に木材パルプを含む合成紙は使用環境によって強度低下や変形等が生じるので避けるべきであり、原料に木材パルプを含まずポリプロピレンやポリエステル等の合成樹脂を使用した合成紙のように、製造時には熱と圧力により凹み変形してＩＣチップの凸を吸収し、使用環境下では耐水性に優れ変形しにくいものが適している。市販の製品では、例えば「ユポ」（ポリプロピレン系二軸延伸フィルム合成紙、株式会社ユポ・コーポレーション製）や、「クリスパー」（ポリエステル系二軸延伸フィルム合成紙、東洋紡績株式会社製）等が好適である。

接着剤は、リライトシートやインレットシートの基材と合成樹脂系合成紙との接着に適したものが選択されるが、例えばエポキシ樹脂またはウレタン樹脂等を材料とする溶剤型接着剤や、加熱して溶融させることで接着力を有し、その後冷却して硬化させることによって接着機能を持たせるホットメルト型接着剤を使用することができる。ホットメルト型接着剤の中でもシート状に加工したものをホットメルトシートといい、例えばポリエチレンシートやポリアミドシート等の低融点の熱可塑性樹脂からなるホットメルトシートが好適に用いられる。

本発明のリライトＲＦＩＤ媒体とその製造方法によれば、以下のような作用効果が得られる。

コアシートに合成樹脂系合成紙を使用したことにより、熱と圧力を加えればＩＣチップがコアシートに食い込んでＩＣチップの厚みによる凹凸が吸収されるので、従来のようにコアシートに開口部を形成する必要がなく、シート同士の位置決めも容易になるため、生産性が大幅に向上する。

完成した製品の表裏面にＩＣチップによる段差がなくなり、リライトシートの印刷面が平坦になるので、サーマルプリンタでリライトシートに印字する際にカスレや抜けが発生せず、良好な印字が可能になる。

リライトシートとインレットシートの間にコアシートが介在しており、リライトシートとＩＣチップが接着剤で接着されることがないため、ＩＣチップがインレットシートのアンテナや基材から剥がれてしまうことがなくなり、ＲＦＩＤタグの通信不良等のトラブルを防ぎ、製品の品質を良好に維持することができる。

製品の厚みが均一なのでプリンタでの搬送トラブルが解消されるとともに、スタッカーに積み上げた際に製品が傾くことがないため、積載枚数を多くすることができる。

コアシートに合成樹脂系合成紙を使用したので、製品にフレキシブル性（柔軟性）を持たせることができ、取り扱いやすさが大幅に向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明のリライトＲＦＩＤ媒体の構成例を示す図であり、図２は同リライトＲＦＩＤ媒体の断面図であり、図３は同リライトＲＦＩＤ媒体の製造方法を示す図である。

図１に示すように、本発明のリライトＲＦＩＤ媒体１は、表面側にリライトシート２を備え、裏面側にインレットシート３を備えた記録媒体であり、サーマルプリンタで印字することによってリライトシート２に書き換え可能に表示できるとともに、リーダライタで無線通信することによってインレットシート３のＩＣチップ内のデータを読み書きできるようになっている。

リライトシート２は、本実施形態ではロイコ染料タイプを採用したものであり、基材１１の上に可逆性の感熱記録層１２を備えて構成されている。

基材１１は、可逆性の感熱記録層１２を支持するシート状の支持体であり、例えばＰＥＴ等の合成樹脂フィルムを使用することができる。

感熱記録層１２は、ロイコ染料からなる発色剤と、酸性物質からなる顕色剤を樹脂バインダ中に分散させて基材１１の表面に均一に塗布されている。そして、プリンタのサーマルヘッドで感熱記録層１２を加熱すると発色剤と顕色剤が溶融して発色し、これを急激に冷却することにより発色状態が安定化して印字される。また、熱板や熱ローラで感熱記録層１２を再度加熱すると発色剤と顕色剤が溶融し、これを徐々に冷却することにより消色される。図示した例では、後述するＩＣチップ１５に記憶された各種データのバックアップ用として、感熱記録層１２に２次元コードによる情報が印字されている。

なお、本実施形態ではリライトシート２にロイコ染料タイプのものを使用したが、これに替えて透明白濁タイプのものを使用してもよい。

インレットシート３は、本実施形態では電磁誘導方式を採用したＲＦＩＤタグとして機能するものであり、基材１３の上にアンテナ１４とＩＣチップ１５を備えて構成されている。

基材１３は、アンテナ１４とＩＣチップ１５を支持するシート状の支持体であり、例えばＰＥＴ等の合成樹脂フィルムを使用することができる。

アンテナ１４は、ＩＣチップ１５の端子に接続された導電体からなり、リーダライタからの電波を受信してＩＣチップ１５を起動させる電力を発生させる。アンテナ１４の形状は電磁誘導方式に適応するようにループコイル状に形成されている。

ＩＣチップ１５はリーダライタとの間でデータ通信を行う電子部品であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭを内蔵している。ＣＰＵはリーダライタから受信した信号を解析して処理を実行し、その実行結果をアンテナ１４からリーダライタへ返信する。ＲＯＭはＣＰＵの実行プログラムを格納した読出専用メモリ、ＲＡＭはデータを一時的に記憶する作業用メモリ、ＥＥＰＲＯＭは通信したデータを書き換え可能に記憶する不揮発性メモリである。ＥＥＰＲＯＭにはこのリライトＲＦＩＤ媒体１での管理に必要な各種データが記憶されている。

なお、本実施形態のインレットシート３は電磁誘導方式のＲＦＩＤタグであるが、これに替えて電磁結合方式や電波方式のＲＦＩＤタグにしてもよい。

図２に示すように、このリライトＲＦＩＤ媒体１には、リライトシート２の基材面とインレットシート３のＩＣチップ装着面との間にコアシート４が介挿されている。このコアシート４は後述するホットメルトシート５を溶融硬化させたホットメルト層１７によってリライトシート２とインレットシート３の双方に接着されている。

コアシート４は、ＩＣチップ１５の厚みによる製品表面の凹凸を無くすためにリライトシート２とインレットシート３の隙間を埋めるものであり、ホットメルトシート５との接着性に優れ、かつ適度な可撓性を有する合成樹脂系合成紙が使用されている。合成樹脂系合成紙は原料に木材パルプを含まず、ポリプロピレンやポリエステル等の合成樹脂を使用した合成紙であって、製造時に加熱及び加圧すると凹み変形してＩＣチップ１５の凸を吸収し、使用環境下では耐水性に優れ、引っ張りや折り曲げなどの応力に対しても強靭な特性を備えている。市販のものでは、例えば「ユポ」（ポリプロピレン系二軸延伸フィルム合成紙、株式会社ユポ・コーポレーション製）や、「クリスパー」（ポリエステル系二軸延伸フィルム合成紙、東洋紡績株式会社製）等を使用することができ、これらの合成紙は縦横二方向に延伸加工したときに生成された多数の微細空洞部１６，１６，…があり、これにより適度なクッション性も兼ね備えている。

次に、本発明のリライトＲＦＩＤ媒体の製造方法を説明する。

図３に示すように、まず基材１３の上にアンテナ１４を形成する。基材１３はＰＥＴ等の合成樹脂フィルムで構成されており、アンテナ１４はこの合成樹脂フィルムの上に導電性ペーストをスクリーン印刷、インクジェット印刷、凹版印刷などでループコイル状にパターン印刷するか、銅箔やアルミ箔をエッチングまたはメッキすることによって形成される。導電性ペーストは主に金、白金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、錫、鉛、インジウム等の導電性粒子をビニル系樹脂やフェノール系樹脂の樹脂バインダに混合分散して印刷可能なペースト状にしたものである。

次に、アンテナ１４の上にＩＣチップ１５を装着する。アンテナ１４はループコイル状に形成されているので、このアンテナ１４のコイル両端部に、接合剤として熱硬化性エポキシ樹脂に導電性フィラーを混合した導電性接着剤を塗布する。そして、この接合剤の上にＩＣチップ１５の端子を下側に向けて載置し、実装機で加圧してアンテナ１４とＩＣチップ１５を接続することによりインレットシート３を作製する。

次いで、インレットシート３の上にホットメルトシート５を積層する。ホットメルトシート５としては、ポリエチレンシートやポリアミドシート等のように融点の低い熱可塑性樹脂シートを使用することが可能である。ホットメルトシート５は図のように２枚使用するが、この２枚のホットメルトシート５，５の間にコアシート４を挿入する。なお、ホットメルトシート５の代わりに、ホットメルト型接着剤や溶剤型接着剤等の接着剤をコアシート４に直接塗布するようにしてもよい。

コアシート４としては、原料に木材パルプを含まない合成樹脂を使用した合成紙が好適であり、本実施形態では上述したポリプロピレン系二軸延伸フィルム合成紙「ユポ」（株式会社ユポ・コーポレーション製）を使用している。ここで、コアシート４には従来のようなＩＣチップ１５を嵌合するための開口部を形成する必要がないので工数を削減でき、しかも同じサイズにしたホットメルトシート５の上に重ね合わせればよいので位置決めも簡単に行うことができる。そして、図示したようにコアシート４の両面をホットメルトシート５，５で挟み付け、これをインレットシート３のＩＣチップ装着面に積層する。

次に、ホットメルトシート５の上にリライトシート２を積層する。リライトシート２は基材１１の上に可逆性の感熱記録層１２を印刷して形成される。基材１１はＰＥＴ等の合成樹脂フィルムで構成されており、感熱記録層１２はロイコ染料からなる発色剤と、フェノール系化合物等の酸性物質からなる顕色剤と、両者の化学反応を促進させる増感剤と、これらの成分を均一に分散して基材１１に固着させる保持剤を樹脂バインダ中に混合して印刷可能なペースト状にしたものである。リライトシート２は感熱記録層１２が塗布された面を表側に向けて、上層のホットメルトシート５の上に重ね合わされる。

最後に、リライトシート２とインレットシート３を接着する。上記のようにして積層されたシート全体を所定温度で加熱しながら圧力を加えると、ホットメルトシート５が溶融して接着力を有するようになり、その後、常温まで冷却するとホットメルトシート５が硬化してホットメルト層１７が形成される（図２参照）。そして、表面側ではリライトシート２の基材面とコアシート４がホットメルト層１７を介して接着され、裏面側ではインレットシート３のＩＣチップ装着面とコアシート４が同じくホットメルト層１７を介して接着される。

また、ホットメルトシート５に挟まれたコアシート４は、ポリプロピレン樹脂の内部に多数の微細空洞部１６，１６，…を有しているため、熱と圧力を加えることによって柔らかくなり、ＩＣチップ１５に接触した部分が押しつぶされて凹み変形するので、ＩＣチップ１５の凸をうまく吸収することができる。これにより、図２に示すように、リライトシート２の表面とインレットシート３の裏面に凹凸のない均一厚みのリライトＲＦＩＤ媒体１が完成する。

このように、本発明によればコアシート４に合成樹脂系合成紙を使用しているので、熱と圧力を加えればＩＣチップ１５がコアシート４に埋め込まれ、ＩＣチップ１５の厚みによる凹凸が解消される。これにより、従来のようにコアシート４に開口部を形成する必要がなく、シート同士の位置決めも容易になるため、生産性を向上させることができる。そして、完成した製品の表裏面にＩＣチップ１５による段差がなくなり、リライトシート２の印刷面が平坦な構造になるので、サーマルプリンタでリライトシート２に印字する際にカスレや抜けが発生せず、良好な印字が可能になる。

また、コアシート４の厚みがＩＣチップ１５の厚みよりも大きい場合でも、ＩＣチップ１５の必要な厚み分だけコアシート４がつぶれて凹凸を吸収するとともに、リライトシート２とインレットシート３の間にコアシート４が介在しており、リライトシート２とＩＣチップ１５が直に接着していない。したがって、ＩＣチップ１５がインレットシート３のアンテナ１４や基材から剥がれてしまうことがなく、ＲＦＩＤタグの通信不良等のトラブルを防ぎ、製品の品質を良好に維持することができる。

さらには、製品の両面が平坦で全体の厚みも均一であるので、プリンタでの搬送トラブルが解消されるとともに、スタッカーに積み上げた際に製品が傾くことがなく、製品全体の厚みが薄くなった分だけ積み上げ可能な枚数を多くすることができる。また、コアシート４に合成樹脂系合成紙を使用しているので、製品にフレキシブル性（柔軟性）を持たせることができ、取り扱いやすさが大幅に向上する。

本発明のリライトＲＦＩＤ媒体の構成例を示す図。 本発明のリライトＲＦＩＤ媒体の断面図。 本発明のリライトＲＦＩＤ媒体の製造方法を示す図。 従来のリライトＲＦＩＤ媒体の構成例とその製造方法を示す図。

符号の説明

１…リライトＲＦＩＤ媒体
２…リライトシート
３…インレットシート
４…コアシート
５…ホットメルトシート
１１…基材
１２…感熱記録層
１３…基材
１４…アンテナ
１５…ＩＣチップ
１６…微細空洞部
１７…ホットメルト層

Claims (2)

1. 基材上に可逆性感熱記録層を有するリライトシートと、基材上にアンテナとＩＣチップを装着したインレットシートとを積層一体化してなるリライトＲＦＩＤ媒体であって、
   リライトシートの基材面とインレットシートのＩＣチップ装着面との間に合成樹脂系合成紙からなるコアシートが接着剤を介して接着されていることを特徴とするリライトＲＦＩＤ媒体。
2. 基材上に可逆性感熱記録層を有するリライトシートと、基材上にアンテナとＩＣチップを装着したインレットシートとを積層一体化してなるリライトＲＦＩＤ媒体の製造方法であって、
   インレットシートのＩＣチップ装着面に合成樹脂系合成紙からなるコアシートを接着剤で挟んで積層し、接着剤の上に基材面を向けたリライトシートを積層した後、積層されたシート全体を加熱しながら加圧することによってリライトシートとインレットシートを接着することを特徴とするリライトＲＦＩＤ媒体の製造方法。

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